اليوم ، معظم مشاكل التلوث البيئي هي تلوث المياه ومياه الصرف. المياه العادمة هي أهم عامل للتلوث البيئي في مياه الصرف الصحي والأنهار والبحيرات والمياه الجوفية. تحتوي المياه العادمة على العديد من المواد البيولوجية والكيميائية التي تضر بصحة البشر والكائنات الحية. المركبات الثقيلة والمعادن والنفايات المشعة والسيانيد والعضوية والمذيبات والهيدروكربونات هي العوامل الرئيسية التي تسبب التلوث في مياه الصرف الصحي وبالتالي خلق تلوث البيئة. بسبب النمو السريع للتصنيع ، والزيادة السريعة في عدد السكان ، وارتفاع مستويات المعيشة وظاهرة التحضر ، يتم توليد كميات كبيرة من المياه العادمة في مراكز المدن والمرافق الصناعية والأنشطة الزراعية.

المعادن الثقيلة والمركبات هي المساهم الرئيسي في هذه العملية. المعادن الثقيلة والمركبات التي تسبب تلوثا غير عضوي لمياه الصرف الصحي تترك الكائنات الحية تحت تأثيرات سامة بيئية كبيرة. قد تؤدي هذه الآثار إلى تراكم سلاسل الأغذية وتراكمها والتسمم الحاد والمزمن والموت في الكائنات الحية وتلف بيض السمك وانخفاض في أنواع الأسماك.

الزرنيخ ، الرصاص ، النحاس ، الزنك ، الكادميوم ، الباريوم ، الحديد ، الزئبق ، الفضة ، النيكل ، الكلور ، الكروم ، القصدير ، البورون ، المنغنيز ، الأنتيمون ، الألمنيوم ، الموليبدينوم والثاليوم هي المعادن الرائدة.

تتواجد المعادن الثقيلة بشكل أساسي في التركيزات المنخفضة في النظم الطبيعية والمتدهورة ، وعندما تصل إلى تركيزات معينة ، فإنها تخلق تأثيرات تسمم في الكائنات الحية. تختلف آثار التسمم بالمعادن الثقيلة باختلاف وظائف الكائنات الحية. أكثر المعادن الثقيلة الضارة المعروفة هي الزئبق والرصاص والكادميوم. تتراكم المعادن التي تدخل في الأجسام الحية بشكل مختلف في الأعضاء والأنسجة. على سبيل المثال ، تعمل ملوثات المعادن الأيونية عن طريق الارتباط بالبروتينات في الخلية. يؤدي الرصاص إلى التسمم عن طريق التأثير على وظائف الإنزيمات.

كما يتم إجراء تحليلات المعادن الثقيلة في المختبرات المعتمدة في نطاق قياسات المياه والمياه العادمة.